基于伪标签半监督核局部Fisher判别分析轴承故障诊断

摘要

针对轴承故障诊断应用中多特征融合导致的维度高、相关性强、信息冗余等问题,提出一种基于伪标签半监督核局部Fisher判别分析(Semi-supervised Kernel Local Fisher Discriminant Analysis,SS-KLFDA)轴承故障诊断方法.为了能利用大量无标签样本提高算法判别性能,该方法首先采用密度峰值聚类算法对样本进行聚类分析得到伪标签,然后通过增加规范化项到局部FDA算法的类内散度矩阵和类间散度矩阵中,以此保持无标签样本的聚类结构一致性,最后通过局部FDA算法来保持有标签样本类间散度最大化和类内散度最小化并求解最佳投影向量;为了能适应非线性数据降维,进一步给出了基于核的伪标签半监督局部Fisher判别算法.试验部分通过同其他流行降维算法在不同维度、不同特征集合以及不同分类算法条件下进行轴承故障诊断性能对比,结果表明基于伪标签半监督核局部Fisher判别分析方法的分类精度明显优于其他降维算法,投影后的系数向量具有更好的区分能力,使故障诊断性能得到了很大提升.